
作为全球最大的化合物半导体芯片代工厂,稳懋手中囊括了全球超过7成的功率放大器市场占有;基本上,只要是智能手机,里面一定会有稳懋生产的功率放大组件,而只要是做射频通信组件的厂商,几乎都是稳懋的客户。
基于砷化镓制成的3D光传感组件VCSEL(垂直共振腔面射型激光),也是稳懋的重要产品。国际专业激光器大厂Lumentum原本仅给稳懋代工VCSEL组件,不久后也将把最新的光通信组件交由稳懋代工。稳懋可以说是从光传感到无线通信,再到光通信,通吃化合物半导体最高价值的市场。
化合物半导体,市场重要性提高
从GaAs(砷化镓)到GaN(氮化镓),化合物半导体在整个半导体市场重要性越来越高。虽然目前其产值仍然有限,但其背后代表的未来产业总产值却已经是天文数字,从手机、汽车、服务器,甚至未来卫星通信等,没有化合物半导体,这些产业都无法运行。
稳懋董事长陈进财接受《财讯》专访时表示,虽然现在市场上经常用第2代、第3代半导体概念区分不同化合物半导体材料,但实际上这些材料并没有替代效应,彼此特性和适合应用也不同,就如最原始的半导体材料,硅仍是现今半导体产业的绝对主流。
稳懋董事长陈进财(右)不做低毛利生意,仍将专注于通信领域;左为副董事长王郁琦。
陈进财强调,这些不同类型的化合物都会是未来半导体应用的重要环节,用第2类或第3类半导体来称呼比较适合。而化合物半导体市场随着电动汽车、移动通信甚至卫星通信等新形态应用的增加,需求也越来越大;但这类产品从上游材料、代工制造,到下游设计,技术难度都非常高;尤其是上游的材料部分,至今能稳定供应包含化合物半导体磊晶、基板的企业仍相当有限。
稳懋副董事长王郁琦指出,因为氮化镓没有自己的基板,必须附着于外来的基板上,最常用的就是蓝宝石、碳化硅及硅基板。而相较于宏捷科使用较低成本的蓝宝石为基板,稳懋则以碳化硅为基板,借以提高效率;不过,由于两者的晶格常数以及热膨胀系数都有一定程度的差别,制造出来的产品容易破裂或因热损坏,这导致第3类半导体通信组件加工困难,制造良率也低于一般硅制程。
“稳懋10年前就开始研究第3代半导体,3年前就开始交货。”陈进财说,第2代的砷化镓以低电压为主,适合用在手机上,但第3代的氮化镓可适用于大电压,相较于砷化镓可以输出更高频的波形,拥有更好的抗干扰能力,目前5G基站或者是卫星通信,甚至是自动化工厂内的互联网通信系统,基本都需要氮化镓才能完成。
拉高技术门槛,甩开后进者竞争
不过现在氮化镓的问题是是太贵,所以只用在高端基站或卫星里面,之后成本下降,用在手机里面可以实现更高频谱的支持、更小的芯片面积、以及更省电的通信功耗表现。
陈进财表示,以应用来看,不论是砷化镓,或者是碳化硅、氮化镓,都比传统的硅更适合用在功率组件;而因为功率组件的制造难度较低,尤其是小功率的组件,相关制造者多,成本也不断下降,所以现在也可以看到使用氮化镓的电源产品越来越多,价格也越来越便宜。
“但稳懋只会专注于通信组件,因为公司从成立以来就一直注重化合物半导体与通信组件技术研发。”陈进财认为,再加上通信技术门槛极高,需要极长时间的投入才能有所累计,不是花钱就能够得到成果,后进者想进这块市场难度极高,这能确保公司的稳定获利。
就整体市场而言,目前第3代半导体产值相对仍低,以稳懋的产能来看,目前800片芯片就可以满足大部分客户的需求,占稳懋营收也仅约5%;相较之下,砷化镓的产能达4万片。不过,陈进财强调,就增长率来看,稳懋2020年砷化镓整体出货增长为20%,但氮化镓产值年增长却高达50%。
随着5G与其他先进通信应用的起飞与普及,稳懋已宣布要在南科投入850亿元进行产能扩展的计划,第1期将支出26亿元兴建厂房,2021年就会开始动工。陈进财表示,完工后的产能将会较现在翻倍增长。
投入850亿扩厂,产能将倍增
除了氮化镓,稳懋也布局磷化铟材料的技术与应用。磷化铟虽然在电子迁移率稍逊于砷化镓,但却拥有比砷化镓更高的功率密度,这使得磷化铟成为新一代的5G毫米波等的功率放大器重要技术选项。同时,磷化铟在光通信中同样拥有极佳的技术优势,而这也是Lumentum之所以愿意在稳懋投产未来光通信组件的重要原因之一。
面对中国企业积极扩产,陈进财表示,中国政府投入了大笔资金发展第3代半导体,上游材料也有不少着墨,三安、海威华芯等都有一定的第3类半导体方案代工能力。然而,真正需要关注的是中国的芯片设计公司,就如同过去中国发展半导体时,下游芯片设计公司如雨后春笋般设立,产值增长惊人。
看好化合物半导体通信商机,稳懋投入850亿元扩张产能。